Flash-hukommelse. SSD. De typer af flash-hukommelse. hukommelseskort

Flash-hukommelse er en form for langvarig hukommelse til computere, hvor indholdet kan omprogrammeres eller fjerne en elektrisk metode. I sammenligning med elektrisk sletbare programmerbare read only memory handlinger over det kan udføres i de blokke, der er i forskellige steder. Flash-hukommelse koster langt mindre end EEPROM, så det er blevet den dominerende teknologi. Især i situationer, hvor du har brug for en stabil og langsigtet data konservering. Dens anvendelse er tilladt i en række forskellige omstændigheder: i digital audio-afspillere, kameraer, mobiltelefoner og smartphones, hvor der er særlige Android-applikationer på hukommelseskortet. Desuden er det anvendes i USB-stick, der traditionelt bruges til at lagre information og overføres mellem computere. Hun modtog en vis berygtet i gaming verden, hvor det ofte er inkluderet i en slip til lagring af data om udviklingen i spillet.

generel beskrivelse

Flash-hukommelse er en type, der er i stand til at lagre oplysninger om dit kort i lang tid uden at bruge magt. Derudover kan det bemærkes højeste hastighed dataadgang, og bedre kinetisk chok modstand i sammenligning med de harddiske. Takket være disse egenskaber, er det blevet en reference for populære enheder, drevet af batterier og akkumulatorer. En anden ubestridelige fordel er, at når et flashhukommelseskort komprimeres til et fast stof, det næsten umuligt at ødelægge nogle standard fysiske metoder, så det kan modstå kogende vand og højt tryk.

dataadgang på lavt niveau

en dataadgangsmetode, beliggende i flashhukommelsen er meget forskellig fra den, der anvendes til konventionelle typer. adgang på lavt niveau udføres af føreren. Normal RAM straks reagere på opkald læse oplysninger og optage, returnere resultaterne af sådanne operationer, og det flashhukommelsesenheden er sådan, at det vil tage tid til refleksion.

Indretningen og virkemåde

I øjeblikket, at fælles flashhukommelse, som er udformet odnotranzistornyh elementer med en "flydende" gate. Gennem dette er det muligt at tilvejebringe en høj densitet datalagring i forhold til den dynamiske RAM, hvilket kræver et par af transistorer og en kondensator element. I øjeblikket er markedet er fyldt med en række forskellige teknologier til at konstruere de grundlæggende elementer for denne type medier, som er designet af førende producenter. Forskellen er antallet af lag, fremgangsmåder til skrivning og sletning information og organisationsstruktur, der er normalt angivet i titlen.

I øjeblikket er der et par typer af chips, der er mest almindelige: NOR og NAND. I både hukommelsen transistorer tilslutning foretages til bitlinjerne - parallelt og i serie, henholdsvis. Den første type celle størrelser er ret store, og der er mulighed for hurtig random access, så du kan eksekvere programmer direkte fra hukommelsen. Det andet er kendetegnet ved mindre maskestørrelser, samt den hurtige sekventiel adgang, der er mere praktisk når behovet for at opbygge en blok-type enheder, der vil lagre store mængder information.

De fleste bærbare enheder SSD bruger hukommelse typen NOR. Men nu bliver det mere og mere populære enheder med et USB-interface. De bruger NAND-typen hukommelse. Gradvist den erstatter den første.

Det største problem - skrøbelighed

De første prøver af flash-drev serieproduktion ikke behage brugere højere hastigheder. Men nu optagelseshastigheden og læsning er på et niveau, der kan ses i fuld længde film eller køre på computerens operativsystem. En række producenter har allerede demonstreret maskinen, hvor harddisken er erstattet af flash-hukommelse. Men denne teknologi har en meget væsentlig ulempe, som bliver en hindring for udskiftning af data bærer af de eksisterende magnetiske diske. På grund af karakteren af flash-hukommelsesenheder det giver mulighed for sletning og skrivning oplysninger et begrænset antal cykler, som er opnåeligt, selv for små og bærbare enheder, for ikke at nævne, hvor ofte det sker på computere. Hvis du bruger denne type medie som en solid-state-drev på en PC, derefter hurtigt kommer en kritisk situation.

Dette skyldes det faktum, at sådan et drev er bygget på egenskaben af felteffekttransistorer at gemme i "flydende" gate elektrisk ladning, fravær eller hvis tilstedeværelse i transistoren ses som en logisk et eller nul i binær talsystem. Optagelse og sletning af data i NAND-hukommelse tunnelførte elektroner fremstillet ved fremgangsmåden for Fowler-Nordheim involverer dielektrikum. Det kræver ikke høj spænding, som giver dig mulighed for at gøre et minimum cellestørrelse. Men netop denne proces fører til fysisk forringelse af celler, da den elektriske strøm i dette tilfælde bevirker elektronerne trænge porten, bryder barrieren dielektrikum. Men en garanteret holdbarhed på en sådan hukommelse er ti år. Afskrivninger chip er ikke på grund af at læse de oplysninger, men på grund af driften af sin slette og skrive, fordi læsning ikke kræver ændringer i strukturen af celler, men kun passerer en elektrisk strøm.

Naturligvis er hukommelse fabrikanter arbejder aktivt i retning af at øge levetiden for solid state-drev af denne type: de er faste for at sikre ensartethed af optagelsen / sletning processer i cellerne i array til en ikke slidt mere end andre. For load balancing programstien anvendes fortrinsvis. For eksempel for at eliminere dette fænomen gælder for "slid nivellering" teknologi. Dataene er ofte ændres, flytte adresse plads af flash-hukommelse, fordi posten udføres i henhold til forskellige fysiske adresser. Hver controller er udstyret med sin egen alignmentalgoritmen, så det er meget vanskeligt at sammenligne effektiviteten af forskellige modeller som gennemførelsen detaljer blev ikke offentliggjort. Som hvert år mængden af flash-drev bliver mere nødvendigt at anvende mere effektive algoritmer, der hjælper sikre stabiliteten i enhedens ydeevne.

Fejlfinding

En meget effektiv måde at bekæmpe fænomenet fik en bestemt mængde hukommelse redundans, hvorved ensartetheden af belastningen er sikret og fejlretning ved hjælp af særlige algoritmer til logisk videresendelse fysiske blokke substitution forekommer med kraftig brug af memory stick. Og for at forhindre tab af celle information, defekt, blokeret eller erstattet af sikkerhedskopien. Sådan software gør det muligt at blokere fordeling for at sikre ensartethed af belastningen ved at øge antallet af cyklusser med 3-5 gange, men det er ikke nok.

Hukommelseskort og andre lignende lagringsenheder er kendetegnet ved, at der i deres serviceområde er gemt med filsystemet bordet. Det forhindrer information læs fiaskoer på det logiske niveau, for eksempel, forkerte eller frakobler den pludselige ophør af forsyningen af elektrisk energi. Og siden hvornår bruger flytbare enheder leveret af caching-system, den hyppige overskrivning har den mest ødelæggende virkning på filallokeringstabellen og mappe indholdet. Og endda specielle programmer til hukommelseskort er ikke i stand til at hjælpe i denne situation. For eksempel, for en enkelt bruger håndtering kopierede tusindvis af filer. Og tilsyneladende kun én gang anvendt på optagelsen blokke, hvor de er placeret. Men serviceområdet svarede med hver opdatering enhver fil, der er, har fordelingen tabel gennemgået denne procedure tusindvis af gange. Af denne grund, vil i første omgang ikke blokke besat af disse data. Teknologi "slid nivellering" arbejder med sådanne enheder, men dens effektivitet er begrænset. Og så er det ligegyldigt, hvad du bruger din computer, vil flashdrevet blive beskadiget, selv når det er leveret af skaberen.

Det er værd at bemærke, at øge kapaciteten af sådanne anordninger har resulteret i chips kun til det faktum, at det samlede antal skrivecyklusser faldt, da cellen bliver mindre, kræver mindre spænding og til at sprede oxid partitioner, der isolerer "flydende gate". Og her er situationen sådan, at en forøgelse af kapaciteten af enheder anvendt problemet med deres pålidelighed er blevet stadig forværret og klasse-kort er nu afhængig af mange faktorer. Pålidelig drift af en sådan beslutning er bestemt af dens tekniske funktioner samt situationen på markedet fremherskende i øjeblikket. På grund af den hårde konkurrence tvang producenterne til at skære produktionsomkostningerne på nogen måde. Herunder ved at forenkle udformningen, anvendelsen af komponenter i en billigere sæt, til bekæmpelse af fremstilling og en svækkelse på andre måder. For eksempel hukommelseskort "Samsung" vil koste mere end mindre kendte kolleger, men dens pålidelighed er meget mindre problemer. Men også her svært at tale om den fuldstændige mangel på problemer, og kun på de enheder fuldstændigt ukendte fabrikanter er svært at forvente noget mere.

udviklingsperspektiver

Mens der er åbenlyse fordele, der er en række ulemper, der karakteriserer SD-hukommelseskort, forebygge yderligere udvidelse af dens anvendelse. Det er derfor holdes konstant søgen efter alternative løsninger på dette område. Selvfølgelig først og fremmest forsøge at forbedre de eksisterende typer af flash-hukommelse, som ikke fører til nogle fundamentale ændringer i den eksisterende produktionsproces. Så ingen tvivl kun ét: selskaber, der deltager fremstilling af disse typer af drev, vil forsøge at bruge sit fulde potentiale, før man går videre til en anden type fortsætte med at forbedre traditionel teknologi. For eksempel, Sony Memory Card produceret i øjeblikket i en bred vifte af størrelser, det antages derfor, at det er og fortsat vil blive solgt aktivt.

Men til dato, på den industrielle implementering af tærsklen er en hel vifte af alternative lagringsteknologier, hvoraf nogle kan gennemføres umiddelbart efter forekomsten af gunstige markedsvilkår.

Ferroelektrisk RAM (FRAM)

Teknologi princip ferroelektrisk opbevaring (Ferroelectric RAM, FRAM) foreslås at opbygge en ikke-flygtig hukommelse. Antages det, at mekanismen for den tilgængelige teknologi, der består i at overskrive data i processen med at læse for alle modifikationer af de grundlæggende komponenter, fører til en vis inddæmning af high-speed enheder potentiale. En FRAM - en hukommelse, kendetegnet ved enkelthed, høj pålidelighed og hastighed af drift. Disse egenskaber er nu karakteristiske for DRAM - flygtig RAM, der eksisterer i øjeblikket. Men derefter mere vil blive tilføjet, og muligheden for langtidslagring af data, som er kendetegnet ved et SD-hukommelseskort. Blandt fordelene ved denne teknologi kan skelnes resistens over for forskellige typer af gennemtrængende stråling, der kan kræves i særlige enheder, der bruges til at arbejde under forhold med forøget radioaktivitet eller i rummet forskning. informationslagring mekanisme realiseres ved at anvende den ferroelektriske virkning. Det indebærer, at materialet er i stand til at opretholde polarisering i fravær af ydre elektrisk felt. Hver FRAM hukommelsescelle dannes ved at anbringe den ultratynde film af ferroelektrisk materiale i form af krystaller mellem et par flade metalelektroder danner en kondensator. Dataene i dette tilfælde holdes inden krystalstrukturen. Dette forhindrer afgiften lækage effekt, som medfører tab af information. Dataene i FRAM-hukommelse bevares, selvom spænding.

Magnetisk RAM (MRAM)

En anden type hukommelse, der er i dag anses for at være meget lovende, er MRAM. Det er kendetegnet ved relativt høj hastighed og ikke-flygtighed. Enhed celle i dette tilfælde er tynd magnetisk film anbragt på et siliciumsubstrat. MRAM er en statisk hukommelse. Det behøver ikke periodisk omskrivning, og oplysningerne vil ikke blive tabt, når strømmen afbrydes. I øjeblikket er de fleste eksperter enige om, at denne type hukommelse kan kaldes den næste generation af teknologi som den eksisterende prototype demonstrerer en forholdsvis høj hastighed. En anden fordel ved denne løsning er de lave omkostninger af chips. Flash-hukommelse er lavet i overensstemmelse med den specialiserede CMOS-proces. En MRAM chip kan fremstilles ved standard fremstillingsproces. Endvidere kan materialerne tjene som dem, der anvendes i konventionelle magnetiske medier. Producere store partier af disse chips er meget billigere end alle de andre. Vigtig MRAM-hukommelse funktion er muligheden for at aktivere øjeblikkelig. Dette er især vigtigt for mobile enheder. Faktisk i denne type celle er bestemt af værdien af magnetisk ladning, og ikke elektrisk, som i den konventionelle flashhukommelse.

Ovonisk Unified Memory (Oum)

En anden type hukommelse, som mange virksomheder arbejder aktivt - det er en solid-state drive-baserede amorfe halvledere. Ved dens basis ligger faseovergangen teknologi, der svarer til princippet om optagelse på konventionelle diske. Her fasetilstanden af stoffet i et elektrisk felt ændres fra krystallinsk til amorf. Og denne ændring er gemt i fravær af spænding. Fra konventionelle optiske diske , er sådanne indretninger kendetegnet ved, at opvarmningen finder sted ved indvirkning af elektrisk strøm, ikke laser. Læsning udføres i dette tilfælde på grund af forskellen i reflekterende evne stoffer i forskellige tilstande, som opfattes af drevet sensor. Teoretisk sådan løsning har en høj densitet datalagring og maksimal pålidelighed, samt øget hastighed. Høj tal er det maksimale antal skrive cyklusser, der bruger en computer, flash-drev, i dette tilfælde halter ved flere størrelsesordener.

Chalcogenid RAM (CRAM) og Phase Change Memory (PRAM)

Denne teknologi er også baseret på grundlag af faseovergange når en fase stof, der anvendes i bæreren tjener som et ikke-ledende amorft materiale, og den anden leder er krystallinsk. Overgangen af hukommelsescellen fra en tilstand til en anden udføres ved det elektriske felt og varme. Sådanne chips er karakteriseret ved resistens over for ioniserende stråling.

Information-flere lag imprintede kort (Info-MICA)

Work-enheder bygget på grundlag af denne teknologi, baseret på princippet om tynd-film holografi. Informationen optages på følgende måde: først at danne et todimensionalt billede overføres til hologrammet af CGH teknologi. Læsning af data skyldes fiksering af laserstrålen på kanten af en af de registreringslag, de optiske bølgeledere medarbejdere. Lys udbreder sig langs en akse, som er anbragt parallelt med planet af laget, som danner udgangsbilledet svarer til de oplysninger tidligere optaget. De oprindelige data kan opnås på ethvert tidspunkt gennem invers kodning algoritme.

Denne type hukommelse positivt med halvlederen grund af det faktum, der sikrer høj datatæthed, lavt strømforbrug og lave omkostninger ved transportøren, miljøsikkerhed og beskyttelse mod uautoriseret brug. Men omskrive oplysninger, såsom hukommelseskort tillader ikke, derfor kan kun tjene som en langsigtet opbevaring, udskifte papir medium eller en alternativ optiske diske til distribution af multimedieindhold.